Des facettes inédites de l'Antarctique émergent des labos
Carottage de glace sur le glacier Mertz. @Parafilms/EPFL.
Six mois après leur retour sur la terre ferme, les équipes des 22 projets scientifiques menés durant l’expédition ACE travaillent à l’identification des échantillons prélevés tout autour du continent blanc. Les premiers résultats ont été divulgués à Crans Montana par le Swiss Polar Institute, dont Konrad Steffen devient le nouveau directeur scientifique (interview en encadré).
Près de trente mille. C’est l’impressionnant nombre d’échantillons collectés en trois mois lors de l’Antarctic Circumnavigation Expedition (ACE). Six mois à peine après la fin du voyage, les équipes scientifiques chargées de leur analyse ont livré quelques chiffres et premiers résultats. Ceux-ci ont été présentés cette semaine à Crans Montana, à l’occasion d’un cycle de conférences organisé par le Swiss Polar Institute (SPI), basé à l’EPFL. Intitulé «les hautes altitudes rencontrent les hautes latitudes», l’événement a réuni des experts mondiaux en matière de recherches polaires et alpines, avec pour but de montrer toutes les convergences existant entre ces deux domaines.
De décembre 2016 à mars 2017, 160 chercheurs de 23 nationalités différentes ont fait le tour complet du grand continent blanc à bord d’un brise-glace russe. Ils y ont mené 22 projets scientifiques dans le but de mieux comprendre les effets du changement climatique sur ces régions fragiles et encore mal documentées. Les précieux prélevements réalisés dans les eaux de l’océan Austral, dans l’atmosphère et sur une dizaine d’îles reculées ont rejoint les laboratoires des 73 institutions scientifiques impliquées dans l’aventure.
Le trajet complet de l'expédition ACE.
Les premières données issues de l’expédition ne sont encore que provisoires et très partielles. La plupart des équipes scientifiques sont dans un processus préalable de recensement et d’identification des échantillons, dont l’analyse fera l’objet d’étapes ultérieures. Mais cette première phase permet déjà de faire deux constats importants.
Une solide base de données
Tout d’abord, l’ensemble du matériel collecté constitue une base de données impressionnante et de qualité. Il s’agit, pour le SPI, de développer des outils d’organisation, de recoupement et de visualisation afin de la valoriser et la rendre plus facilement accessible. Ensuite, «les nombreuses collaborations et échanges possibles entre les projets apparaissent maintenant plus clairement, se réjouit David Walton, chef scientifique de l’expédition. Certains trouvent par exemple des connections avec pas moins de neuf autres recherches.» Quelques chiffres inédits sont également disponibles. En voici un petit aperçu, en vrac et de manière non exhaustive...
Dans le cadre du projet SubIce, quelque 100 mètres de carottes de glace ont été prélevés sur cinq îles subantarctiques, ainsi que sur le glacier Mertz, en bordure du continent antarctique. Le but est d’en analyser la composition chimique afin de retracer l’évolution du climat au cours des dernières décennies. Sur certains sites, comme les îles Balleny, Peter 1er ou Bouvet, de la glace était collectée pour la première fois. «De toutes celles où nous avons pu faire des prélevements, cette dernière île est la plus éloignée du continent, relève Liz Thomas, du British Antarctic Survey. C’est également celle où la glace de nos carottes apparaît la plus granuleuse. Nos prospections confirment de nettes variations saisonnières à cet emplacement.»
Sur le continent, l’air est si pur que même la plus bouillante des tasses de thé ne produira aucune émanation de vapeur. «Pas de particule, pas de nuage», explique Julia Schmale. Sur tout le trajet de l’expédition, la chercheuse du Paul-Scherrer-Institut a mesuré la présence des aérosols, c’est-à-dire les minuscules particules chimiques – grains de sable ou de poussière, pollens, résidus de suie, acides sulfuriques, etc. – présentes dans l’atmosphère. Certaines, en captant les molécules d’eau et se regroupant, forment les nuages. Au glacier du Mertz, ses instruments ont mesuré des valeurs de moins de 100 particules par cm3, soit encore moins que dans une salle blanche.
Du côté de l’Université de Genève, l’équipe de Christel Hassler étudie les populations de bactéries et de virus de l’océan Austral. Elle a prélevé quelques 170 échantillons d’eau de mer tout autour du continent, chacun abritant un grand nombre de cellules qu'il s’agit tout d’abord d’isoler et de cultiver individuellement. «Pour les identifier, nous allons ensuite en faire analyser l’ADN, explique Marion Fourquez, spécialiste en biologie marine. Nous saurons ainsi si nous sommes en présence de nouvelles souches bactériennes encore jamais observées dans la région.»
Bactéries collectées dans un tapis de sédiments sous le glacier Mertz, sur le continent antarctique, dans le cadre du projet de Christel Hassler, de l'Université de Genève. © M.Fourquez.
Entre autres axes de recherche, il s’agira également d’étudier leur distribution géographique. Les chercheurs pourront déterminer s’il existe un lien entre la présence de telle ou telle bactérie et d’autres microorganismes en comparant leurs données avec celles d’autres projets, tels que celui de Nicolas Cassar, par exemple. Ce scientifique de l’Université Duke, aux Etats-Unis, avait pour tâche de mesurer les concentrations de phytoplanction, élément de base de toute la chaîne alimentaire de la région. «Cette démarche a été très fructueuse et nous disposons désormais de relevés pratiquement continu et très détaillé sur l’ensemble du périple», explique David Walton.
Plus de 3'000 baleines
Dans le registre des plus gros animaux, le projet de Brian Miller, de l’Australian Antarctic Division, a utilisé un équipement acoustique sophistiqué pour écouter et ainsi recenser les baleines de l’océan Austral. «En près de 500 heures d’enregistrement, les scientifiques ont par exemple pu identifier la présence de plus de 3’000 rorquals bleus, alors que nous n’en avons vus que trois en surface», relève David Walton. Il semble que les cétacés soient particulièrement nombreux dans les profondeurs de la mer de Ross.
Chargé d’observer et de recencer les populations d’oiseaux, Peter Ryan, de l’Université du Cap, en Afrique du Sud, a découvert que l’une des plus grandes colonies de manchots royaux, située sur l’Ile aux cochons, dans l’archipel de Crozet, avait fortement décliné, estimant la perte à 75% de ses individus. «Cela représente environ un demi-million d’animaux, relève David Walton. On ne sait pas s’ils ont disparu ou migré vers d’autres colonies, comme celle de la baie de St-Andrew, en Géorgie du Sud, qui est, à l’inverse, en phase de croissance.»
Des résultats plus complets et détaillés seront rendus publics dans les mois qui viennent.
Plus d'informations sur ACE: http://spi-ace-expedition.ch/
«Il est urgent de coordonner nos efforts»
Actif dans la recherche polaire depuis 40 ans, Konrad Steffen est le nouveau directeur scientifique du Swiss Polar Institute (SPI). Glaciologue, il a essentiellement travaillé en Arctique, notamment sur les changements de la calotte glacière du Groenland. Il est également professeur à l’ETH Zurich et directeur de l’Institut fédéral de recherches sur la forêt, la neige et le paysage WSL.
- Konrad Steffen, pourquoi une structure telle que le Swiss Polar Institute est-elle importante aujourd’hui?
Dans ce domaine, la science a fonctionné par petits groupes de recherche, qui organisent des expéditions et mènent des projets de leur côté. Il n’y avait pas encore eu, en Suisse, d’initiative pour coordonner tous ces efforts. Maintenant, les effets du changement climatique dans les régions polaires et alpines sont si palpables qu’il est urgent de rassembler nos énergies et de mener des recherches plus interdisciplinaires. A l’image de ce qui s’est fait dans le projet ACE, où l’océanographie, la glaciologie et la biologie, entre autres, se sont conjuguées pour comprendre une région ou un processus.
- Quelle est selon vous la plus haute des priorités en matière polaire?
Au niveau du SPI, il y aura un plan stratégique discuté au sein de la communauté scientifique. D’un point de vue plus personnel, je pense qu’il est urgent d’étudier le bilan de masse de la couverture glaciaire au niveau planétaire. C’est là que les effets, en termes d’augmentation du niveaux des mers et de transformation des côtes, seront les plus rapides et importants. Il s’agit d’observer de manière globale et détaillée les interactions entre l’atmosphère et les grandes structures de glace, tels que le Groenland ou le continent antarctique. Et non d’étudier un glacier des Alpes de façon isolée. Il est important de relier tous les points et de voir les choses de manière systémique.
- En quoi un outil tel que l’expédition ACE est-il particulièrement novateur?
De nombreuses expéditions scientifiques sont menées en Antarctique, mais en général seulement dans une partie du continent. En faire le tour complet en trois mois, et ainsi couvrir tous les océans durant une seule et même saison, c’est vraiment inédit. Surtout, cela offre une vision plus globale des problématiques, comme celle des microplastiques par exemple. Avec cette expédition, nous avons pu constater qu’ils sont partout! De plus, cette initiative a permis à des jeunes scientifiques de trouver d’intéressantes opportunités de carrière et à plusieurs groupes de recherche d’instaurer des collaborations durables.
- D’autres expéditions de ce type sont-elles prévues ?
Oui, la prochaine est prévue pour 2019. Il s’agira de faire la circumnavigation du Groenland. Nous sommes en train de prospecter pour un navire et commençons à définir les recherches qui seront menées durant ce voyage.